金寨县关塘安置点滑坡成因机制分析及治理方案研究

2023-10-13牟方杰

地下水 2023年5期

牟方杰

(安徽省核工业勘查技术总院,安徽芜湖 241000)

0 引言

滑坡地质灾害对居民安全威胁性较大,具有突发性等特点,人类工程活动对既有边坡的扰动是造成滑坡地质灾害的主要因素之一[1-2]。滑坡治理需要结合滑坡的成因机制,选取合适的治理方案以达到治理效果,同时降低工程投资[3-5]。在滑坡成因机制、变形机理研究中常用的方法为:数值模拟方法、物理模型试验方法,两种方法均在工程实践中得到广泛利用[6-9]。数值模拟方法与物理模型试验方法相比可以不制作物理材料,可提高计算速度。FLAC是目前较为常用的数值分析软件,计算效率较高,在工程中应用广泛。

1 滑坡工程地质情况

金寨县关塘安置点滑坡后缘出现长约140 m的拉张裂隙,圈椅状明显,后缘壁近直立,最大垂直位移达到2 m,挡墙外滑坡前缘鼓胀凸起高度约0.5 m,挡墙的受力集中部位已经破坏变形,向临空方向倾斜约0.15 m,使滑坡前缘关塘安置点的一栋房屋墙体开裂受损,经过地形测量,滑坡体长约50 m,宽度约200 m,初步判断滑坡体为土岩质滑坡,滑体产状为310°～340°∠35°,平面形态呈圆弧型,滑体表层纵断面呈阶状,上陡下缓,滑动面以上平均松散土层厚3～5 m,岩层1～4 m,整个坡体处于极不稳定状态,预估滑体体积大于10万 m3。调查时滑坡正处于继续变形阶段,严重威胁安置点人民生命财产全及国道G529行车安全。

治理区地层为第四系残坡积土层和侏罗系毛坦厂组(J3m)。土层为粉质黏土,局部夹有碎石块,平均厚度约4 m。毛坦厂组岩性为英安质、流纹质、粗面质火山岩,成分主要为正长石、石英、云母、斜长石、角闪石等。层理产状40°～45°∠40°～60°

现滑动面出露于地表,推测在滑坡已坍塌区域内存在一软弱破碎构造带,物探反演资料推断其走向呈近东西向,埋深约4～6 m的结论较合理。滑面光滑,主滑面局部具有“玻璃化现象”,有冲逆断层性质的阶步明显,因为该区域地应力早期以韧性剪切、晚期以脆性变形为主,新构造运动又以地壳缓慢上升为主要特征,原先的挤压为主的应力变为张应力,在斜坡上岩土体具备了下滑的趋势,不良地质环境作用和不合理的人类活动下易形成滑坡等地质灾害。

图1 滑坡滑动前全貌

图2 治理区地层分布情况

2 滑坡成因机制分析

原始边坡坡度约35°,在坡脚较低洼,两侧略高,利于雨水汇集。岩体强风化,结构较为松散,强降雨期间,导致处在饱水状态。斜坡基岩为毛坦厂组粗面质火山岩,上部全风化的残坡积层和强风化带较厚,透水能力较强,结构松散,稳定性较差,在降雨期间土体大量赋水,入渗到结构较差的岩土体内部后,增加了土岩体容重及下滑力,在坡底无支档的情况下易造成坡体土层顺基岩面或层间软弱带滑动,形成滑坡地质灾害。坡体内部存在倾角较陡的断层软弱结构面,这是该滑坡发生的潜在重要因素。工程建设将斜坡开挖扰动后,坡面植被破坏,未能及时将坡面复绿或封闭,与原始坡面相比,雨水入渗量加大。入渗的雨水不能有效排除,从而导致挡墙发生“胀裂”,地面发生隆起。该滑坡地质灾害是由上述几个不利因素综合造成的,调查与勘查期间及应急削方减载时坡体处于变形阶段,几次强降雨后都造成几千甚至几万方土体滑塌,说明当时滑坡体处于极不稳定状态。

3 治理方案分析

3.1 应急抢险方案分析

应急阶段正值汛期,降水集中,为防止滑坡进一步变形导致规模较大的滑塌,在滑坡体后缘进行削方减载,同时清理坡体上已扰动的土石方,做好应急(临时)排水、坡体防渗工作。合理安置受灾群众,合理安排堆土场位置,防止次生灾害发生。待滑坡体变形趋缓后,由上至下进行刷坡,清理已经松动的浮石及松散土体;进行分台阶削坡,整治规整边坡;在合理部位砌筑截排水沟,彻底消除该滑坡地质灾害。

图3 应急削坡减载后滑坡现状

图4 典型断面

3.2 治理方案分析

3.2.1 治理方案

边坡投影面积约12 410 m2,边坡最大高度40 m,平均宽度约170 m,坡度约25°～55°,主要为岩石边坡,岩石似层状,产状40°～45°∠40°～60°,与坡面呈斜角关系,岩石完整性较好,为了边坡防治整体效果、安全性及施工方便,对该区边坡的防治采用设置多级平台方式整治,以便消除隐患。

截排水沟设置在+170 m平台内及挡墙外侧,+170 m平台内沿截水沟与西侧老水沟相接,长度150 m;挡墙外侧排水沟两端分别引向已建好的安置点和国道排水系统,长度约210 m,为使平台上积水能快速下泄,设置两条纵向排水沟与平台相接,长度分别为82 m、93 m,并在两端拐弯处及中间排水沟相接处共设置3个集水井,尺寸1.0 m×1.0 m×1.0 m。